DK169332B1 - Låg til en beholder til opvarmning af chargemateriale samt fremgangsmåde til beskyttelse af et sådant låg - Google Patents

Description

i DK 169332 B1

Den foreliggende opfindelse angår højtemperatur- opvarmningsbeholdere og navnlig metoder til at forlænge brugslevetiden for et låg til en glaschargesmelteovn ved beskyttelse af den indre, udsatte overflade af låget, op-5 findelsen angår ligeledes et varme- og slidmodstandsdygtigt låg til en glassmelteovn.

En type glassmelteproces omfatter tilførsel af glas-chargematerialer til et bassin af flydende glas, som er indeholdt i en smelteovn af kummetypen, og tilførsel af 10 varmeenergi for at smelte materialerne i bassinet af flydende glas. Smeltekummen indeholder sædvanligvis et forholdsvis stort rumfang flydende glas for at tilvejebringe tilstrækkelig opholdstid til, at strømme i det flydende glas bevirker en vis grad af homogenisering, før glasset udledes til en 15 formningsoperation.

US-patentskrift nr. 4 381 934, hvortil der herved henvises, omhandler en alternativ art glassmeltearrangement og nærmere bestemt én intensiveret chargeflydendegørelsesproces, ved hvilken store rumfang glaschargematerialer effek-20 tivt gøres flydende i en forholdsvis lille smeltebeholder. Denne procestype frembringer, navnlig når der anvendes intensiverede varmekilder såsom oxygenf1ammebrændere, forholdsvis små rumfang af højtemperaturforbrændingsgasser.

Under opvarmnings- og smelteprocessen antages det, 25 at visse komponenter af chargematerialet fordamper. Disse dampe kan være korrosive overfor udsatte metaloverflader og ildfaste overflader og korroderer, når de kombineres med den varme forbrændingsgasstrøm, som cirkulerer gennem beholdere af den art, der er omhandlet i US patentskrift nr.

30 4 381 934, udsatte indvendige overflader og navnlig beholder låget. Desuden kan forbrændingsgassen medføre partikelformigt materiale inden i beholderen, der kan virke som et slibemiddel på en udsat overflade. Denne korrosive og slibende gasstrøm reducerer i høj grad brugslevetiden for beholder-35 låget, hvilket kan medføre forøgede omkostninger og yderligere stilstandstid til reparation og udskiftning af låg.

DK 169332 B1 2 På grund af de korrosive virkninger af forbrændingsgasstrømmen inden i beholderen, som fremskyndes af de høje temperaturer såvel som eventuelle slibende og erosive virkninger af de medførte partikler, må udsatte overflader inden i 5 beholderen og navnlig beholderlåget være udformet til at modstå disse skadelige tilstande for at reducere vedligeholdelse og/eller udskiftning af låget, som nødvendiggøres af kraftigt slid langs dets indre overflade.

De høje temperaturer inden i beholderen kan ligeledes 10 frembyde yderligere behandlingsproblemer. F.eks. vil varmetab påvirke virkningsgraden af driften. Jo mere varme, som går tabt under smelteprocessen gennem uisolerede og/eller udsatte indvendige overflader i beholderen, des mindre effektiv bliver smelteprocessen. Dette kan kræve yderligere varme-15 tilførsel til beholderen med henblik på at kompensere for den tabte varmemængde. Navnlig formindsker fjernelse af varme ved afkøling af beholderlåget med henblik på at formindske varmenedbrydning og forlænge brugslevetiden den samlede opvarmningsvirkningsgrad af driften. Hvis dette 20 varmetab kunne styres og formindskes, ville den samlede virkningsgrad af driften blive forøget.

Det ville være fordelagtigt at have et opvarmningsbeholderlåg med en beskyttende beklædning på dets udsatte indre overflade, som både isolerer låget og dermed formind-25 sker varmetab fra opvarmningsbeholderen og beskytter den udsatte indre overflade mod en korrosiv højtemperaturgasstrøm, som medfører slibende partikler, for således at forøge dets brugslevetid og nedsætte de samlede driftsomkostninger. Desuden ville det være fordelagtigt at have en si idmodstands -30 dygtig lågudformning, som kunne modstå sådanne driftsbetingelser og tilvejebringe en forlænget driftslevetid.

US-patentskrift nr. 3 165 301 omhandler en fremgangsmåde og en indretning til beskyttelse af ildfaste vægge. En brænder anbragt i loftet i en aflang, vandret ovn lader en 35 gasformig suspension af carbonpartikler strømme langs loftet for at beskytte loftet imod varme, der udstråler fra en DK 169332 B1 3 flamme, som dannes af brændere i ovnen. Carbonpartikelsus-pensionen cirkulerer inden i ovnen parallelt med loftet og i en retning modsat retningen af hovedbrænderflammen. Arrangementet kræver, at der tilføjes yderligere gas til op-5 varmningssystemet. Ydermere er carbonpartiklerne en yderligere forurening i opvarmningsprocessen.

US patentskrift nr. 4 021 603 omhandler en kølet metalloftsenhed til en bueovn med ildfast foring til at beskytte den indvendige loftoverflade mod kraftig varme.

10 Ildfaste sten eller andet ildfast materiale er tilvejebragt inden i riller dannet i den indvendige overflade af loftet for at forbedre ovnloftsenhedens modstand mod varme. Det ildfaste materiale må periodisk udskiftes med henblik på at sikre korrekt varmeisolering. Desuden er midterpartiet af 15 låget en forbrugelig underkonstruktion, som indbefatter tre huller til elektroder. Der er ikke tilvejebragt nogen beskyttelse for denne del af låget.

US patentskrift nr. 4 182 610 omhandler et vandkølet metaldæksel til en stålfremstillings- eller -smelteovn.

20 Finner i form af en gitterkonstruktion strækker sig fra den indvendige overflade af en ringformet del af dækslet for at tilvejebringe en overflade, til hvilken slagge fra sprøjt inden i ovnen kan klæbe. Slaggesprøjtene, som klæber til finnerne, isolerer den nedre overflade af dækslets kølekappe.

25 Midterpartiet af dækslet, som indbefatter åbninger til elektroder, har ikke nogen gitterkonstruktion til opsamling af slaggen, så at der ikke er tilvejebragt nogen beskyttelse på denne del af låget. Desuden tilvejebringer de tilfældige sprøjt af slaggen ikke en ensartet opbygning af isolations-30 materiale over hele dækseloverfladen.

US patentskrift nr. 4 434 495 omhandler en kølerørskonstruktion til bueovne, hvor kølerør er indlejret i de faste blokke. Rørene er anbragt grænsende til den overflade af blokken, som vender mod det indvendige af ovnen, for at 35 intensivere afkølingen af overfladen. Slagge, som sprøjter imod blokoverfladen, vil stivne og klæbe til blokken til DK 169332 B1 4 dannelse af en isolerende film.

US patentskrift nr. 3 765 858 omhandler en fremgangsmåde til valseformning af et glasbånd ved høje temperaturer ved at bringe glas, mens det stadig er flydende, i berøring 5 med en valse, som er beklædt med en jernbaseret legering, som blandt andre komponenter indbefatter 5,0 til 5,8 vægtprocent krom. Patentet omhandler andre valseudformninger, hvor valserne er forsynet med en overflade af AISI type 410 eller 420 rustfrit stål.

10 US patentskrift nr. 4 216 348 omhandler en vandkølet loftsfeltenhed til en elektrisk bueovn. Kobberplader er slagloddet til et stålunderlag med sammenhængende kanaler til at cirkulere kølefluidum gennem feltet. En ydre ring omkring loftsenheden virker som både en vandkilde og et 15 dræn for felterne.

US patentskrift nr. 4 182 610 og nr. 4 197 422 omhandler et vandkølet ovndæksel med et antal kølekasser eller -kapper, som tilvejebringer et kanalarrangement, så at kølemiddel kan cirkulere gennem kølekasserne for at køle ovn-20 dækslet. I det førstnævnte patentskrift strækker finnelignende elementer sig fra den nedre overflade af ovndækslet, så at et slaggelag kan klæbe til finnerne til dannelse af et varmeisolerende lag. I det sidstnævnte patentskrift er et beskyttende lag af ildfast materiale anbragt på undersiden 25 af kølekasserne for at tilvejebringe yderligere varmebeskyt-telse af dækslet.

US patentskrift nr. 4 453 253 omhandler en væg- og loftskonstruktion til elektriske bueovne, som er fremstillet af grafitblokke med aftageligt befæstede fluidumkølede fel-30 ter. Felterne indeholder ledninger til at cirkulere et kølefluidum langs den udvendige overflade af blokken for at køle den.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et varme-og slidmodstandsdygtigt beholderlåg, som kan udsættes for 35 høj temperatur og korrosive og slibende betingelser.

Dette formål opnås med et låg til en beholder til DK 169332 B1 5 opvarmning af chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer forbrændingsgas fra opvarmningsorganer, som tilfører varme til et chargemateriale på den indre overflade af beholderen, idet låget er ejendommeligt ved, at det om-5 fatter en hoveddel med en nedre, større overflade, der vender mod det indre af den opvarmede beholder, og at der er tilvejebragt organer til at køle og styre afkølingen af den nedre overflade for at opfange partikelformigt og smeltet materiale, der er medført af forbrændingsgassen, og som 10 danner et beskyttende lag, og til styring af tykkelsen af dette lag.

Formålet opnås yderligere med et låg til en beholder til opvarmning af chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer forbrændingsgas fra opvarmningsorganer, som 15 tilfører varme til et chargemateriale på den indre overflade af beholderen, idet låget er ejendommeligt ved, at det omfatter en hovedunderstøtningsplade med en nedre, større overflade, der vender mod det indre af den opvarmede beholder, at der er tilvejebragt et beskyttende element, som 20 ligger over i hvert fald en del af denne understøtningsplade, hvor dette element er modstandsdygtigt mod høj temperatur og slibende og korrosiv gas, og at der er tilvejebragt organer til at køle og styre afkølingen af understøtningspladen for at opfange partikelformigt og smeltet materiale medført af 25 forbrændingsgassen, og som danner et beskyttende lag, og til styring af tykkelsen af dette lag.

Den kendte teknik omhandler konstruktion af ovnlåg men omhandler ikke styring af kølingen af låget for at tillade materialer, der medført i varme gasser, som cirkulerer 30 inden i ovnen, at blive aflejret på den indre overflade af låget til dannelse af et forholdsvis ensartet og sammenhængende isolerende og beskyttende lag, hvor tykkelsen af laget og dets tilknyttede isolerende egenskaber kan reguleres ved at ændre kølingen af låget.

35 Varm forbrændingsgas, som cirkulerer inden i behol deren, indbefatter medførte partikelformige og smeltede DK 169332 B1 6 materialer, som kan korrodere og varmenedbryde udsatte overflader inden i beholderen. Ved begge foran nævnte udførelsesformer køles den udsatte indre overflade af låget, så at det partikelformige og smeltede materiale, der kommer i 5 berøring med overfladen, vil kondensere og klæbe til overfladen. Yderligere medført materiale bygges op på tidligere aflejret materiale for at forøge materialelagtykkelsen. Dette lag både varmeisolerer overfladen og beskytter den imod korrosion fra materialer inden i den cirkulerende for-10 brændingsgasstrøm. Efterhånden som lagtykkelsen forøges, forøges de isolerende egenskaber. Når temperaturen inden i opvarmningsbeholderen er tilstrækkelig høj, vil nyligt aflej ret materiale på laget blive smeltet af, så at der opretholdes en forholdsvis konstant lagtykkelse over lågover-15 fladen. Afkølingshastigheden af låget kan ændres med henblik på at ændre tykkelsen af det opbyggede lag.

I den anden forannævnte udførelsesform omfatter låget en hovedunderstøtningsplade opbygget af f.eks. lavkulstofstål, der er dækket med et beskyttende overfladeelement for 20 at forøge den anvendelige driftslevetid af låget. Den udsatte overflade af låget er som nævnt foran kølet for yderligere at formindske den skadelige fremskyndende virkning, som den høje temperatur har på korrosionen af låget.

I en særlig udførelsesform for opfindelsen er det 25 beskyttende element udformet af en kromindeholdende legering, som indeholder tilnærmelsesvis 10-25 vægtprocent krom. Det beskyttende element kan være en kromstållegeringsplade eller overliggende svejsning. Låget afkøles for at holde en elementtemperatur mellem tilnærmelsesvis 482-649°C, så at med-30 førte materialer inden i den cirkulerende forbrændingsgas klæber til og opbygges på den udsatte overflade af elementet og danner et isolerende og beskyttende lag. Kromlegeret stål anvendes til det beskyttende element på grund af dets høje temperatur- og slidmodstandsegenskaber såvel som dets 35 modstand mod oxidation og sulfidation.

Den foreliggende opfindelse angår ligeledes en frem- DK 169332 B1 7 gangsmåde til beskyttelse af et låg til en beholder til opvarmning af chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer forbrændingsgas, der fremkommer fra opvarmningsorganer, som tilfører varme til chargemateriale på den indre 5 overflade af beholderen, og hvor forbrændingsgassen indbefatter medført partikelformigt og smeltet materiale og bevæger sig imod en nedre, større overflade af låget, idet fremgangsmåden er ejendommelig ved afkøling af den nedre, større overflade af låget til en sådan temperatur, at det 10 partikel formi ge materiale, som kommer i berøring med den afkølede overflade, vil klæbe til denne og danne et beskyttende lag på overfladen, og hvor yderligere medført materiale klæber til tidligere aflejret materiale for at forøge tykkelsen af dette lag, og ved styring af tykkelsen af det 15 beskyttende lag ved styring af kølingen.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en tværsnitsgengivelse af en smeltebe-20 holder med et låg ifølge den foreliggende opfindelse indbefattende et beskyttende, isolerende lag, fig. 2 et diagram visende de isolerende egenskaber af et afkølet metallåg anvendt i en smeltebeholder, efterhånden som chargematerialet klæber til den indvendige låg-25 overflade, fig. 3, 4 og 5 i større målestok tværsnitsgengivelser af alternative udførelsesformer for den foreliggende opfindelse, fig. 6 set ovenfra strækmetallet i den i fig. 5 viste 30 udførelsesform, fig. 7 en tværsnitsgengivelse af en alternativ smeltebeholder indbefattende et varme- og slidmodstandsdygtigt låg ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 8 i større målestok og set ovenfra et lågmodul 35 til det i fig. 7 viste opvarmningsbeholderlåg med dele fjernet af hensyn til overskueligheden, DK 169332 B1 8 fig. 9 et tværsnit langs linien 9-9 i fig. 8 visende de beskyttende overfladeelementer, chargeopbygningslaget, kølekanalerne og hængeunderstøtningsarrangementet, fig. 10 et tværsnit langs linien 10-10 i fig. 8 visen-5 de lågmodulforbindelsesarrangementet med dele fjernet af hensyn til overskueligheden, fig. 11 en gengivelse svarende til fig. 10 visende en alternativ udførelsesform for opfindelsen, og fig. 12 en gengivelse langs linien 12-12 i fig. 11 10 visende den udsatte overflade af låget i den i fig. 7 viste opvarmningsbeholder.

Den foreliggende opfindelse er egnet til brug i en proces, i hvilken en fjendtlig omgivelse ugunstigt påvirker den udsatte indvendige overflade af en opvarmningsbeholder.

15 Den er navnlig velegnet til brug i en opvarmningsproces, hvor høje temperaturer og yderligere betingelser inden i opvarmningsbeholderen såsom cirkulation af korrosive og slibende materialer fremskynder nedslidningen af dele af låget eller loftet på opvarmningsbeholderen. Opfindelsen er 20 beskrevet i forbindelse med en glassmelteproces af den art, der omhandlet i US patentskrift nr. 4 381 934, men det må forstås, at opfindelsen kan anvendes i enhver varmer el at er et proces, hvor varmetab skal formindskes, eller udsatte overflader såsom varme beholdervægge kræver en isolerende og/-25 eller beskyttende beklædning.

Med henvisning til fig. 1 er en smeltebeholder 10 af en lignende art, som den i US patentskrift nr. 4 381 934 omhandlede, hvortil der herved henvises. Beholderen 10 indbefatter en ståltromle 12 understøttet på en cirkulær ramme 30 14, som igen er monteret til rotation omkring en hovedsagelig lodret akse svarende til midterlinien af tromlen 12 på et antal understøtningsruller 16 og opretningsruller 18. En udløbsenhed 20 nedenunder tromlen 12 indbefatter en bøsning 22 med et åbent midte 24, som fører til en opsamlingsbeholder 35 26. Et låg 28 er forsynet med stationær understøtning ved hjælp af et cirkulært stativ 30 indbefattende lågunderstøt- DK 169332 B1 9 ningsblokke 31. Låget 28 indbefatter mindst én åbning 32 til indsætning af en brænder 34. Brænderen 34 er fortrinsvis en brænder med flere åbninger og fyres fortrinsvis med oxygen og gasformigt brændsel såsom methan men kan være enhver art 5 varmekilde, som frembringer varme gasser til at opvarme chargematerialet 36 inden i beholderen 10, f.eks. plasmafakler.

Inden i beholderen 10 opretholdes et lag af usmeltet charge 3 6 på væggene af tromlen 12, idet det omslutter et centralt hulrum, inden i hvilket forbrænding og smeltning 10 finder sted. Varmen fra flammen fra brænderne 34 får en del 38 af chargen 36 til at blive gjort flydende og strømme nedad gennem bundåbningen 24. Den smeltede charge 38 strømmer ud af smeltebeholderen 10 og kan opsamles i beholderen 26 nedenunder smeltebeholderen 10 til videre behandling efter 15 behov. Forbrændingsgasserne undslipper opad gennem en åbning 40 i låget 28 ind i en ikke vist kanal eller gennem en ikke vist åbning i bunden af opvarmningsbeholderen.

Under smelteprocessen i beholderen 10 bliver forskellige materialer medført i den varme forbrændingsgas fra 20 brænderne 34. F.eks. kan i en typisk soda-kalk-silikatcharge disse medførte materialer indbefatte dampe såsom men ikke begrænset til natriumhydroxid og partikler såsom men ikke begrænset til natriumsulfat eller natriumcarbonat, som alle er yderst korrosive for metalliske og ildfaste materialer.

25 Ved de forhøjede temperaturer inden i opvarmningsbeholderen 10 fremskyndes det kemiske angreb på udsatte indvendige overflader i beholderen 10. Desuden kan slibende partikler indeni beholderen 10 forene sig med den varme forbrændingsgas til at danne en korrosiv og slibende gasstrøm, som cirkulerer 30 inden i beholderen 10. Den indvendige overflade 42 af låget 28 frembyder en stor udsat overflade inden i beholderen 10, som er udsat for dette højtemperaturangreb.

Generelt er overfladen 42 fremstillet af et korrosionsmodstandsdygtigt stål såsom men ikke begrænset til 35 kromlegeret stål. Skønt ikke begrænsende for den foreliggende opfindelse er låget 28 i den foretrukne udførelsesform DK 169332 B1 10 for opfindelsen fortrinsvis et fluidumkølet metallåg som vist i fig. i. Et kølefluidum, f.eks. luft eller vand, kommer ind i låget 28 gennem en tilgang 44 og strømmer ind i et forkammer 46. Fluidet passerer så gennem en perforeret plade 5 48 for at fordele kølefluidet langs en indre overflade 50 af den udsatte indvendige overflade 42 af låget 28. Fluidet cirkulerer langs den indre overflade 50 og forlader låget 28 gennem en afgang 52. Pile i fig. 1 viser cirkulationen af kølefluidet gennem låget 28. Efterhånden som fluidet 10 cirkulerer gennem låget 28, optager det varme fra den indvendige overflade 42 for at holde en overfladetemperatur af overfladen 42 lavere end temperaturen i det indre af beholderen 10. Fjernelsen af overskydende varme gennem låget 28 med henblik på at holde en forholdsvis lav temperatur af 15 låget 28 og således formindske varmenedbrydningen og forlænge dets brugslevetid kan medføre en ineffektiv opvarmningsproces, eftersom yderligere varme må tilføres til anlægget med henblik på at udligne den mængde varme, der går tabt eller fjernes.

20 I den i fig. 1 viste udførelsesform for opfindelsen afkøles overfladen 42 til en sådan temperatur, at materialet, der cirkuleres af den varme forbrændingsgas inden i beholderen 10, vil begynde at klæbe til den. I de indledende stadier af opvarmning af beholderen 10 kan forbrændingsgassen 25 inden i beholderen 10 indbefatte, men er ikke begrænset til at indbefatte, medførte luftbårne partikler såsom sandkorn, dolomit og kalksten, smeltet natriumcarbonat og smeltede genbrugsglaspartikler. Ved en lav temperatur af lågoverfladen 42 vil materiale såsom smeltet genbrugsglas og natriumcar-30 bonat kondensere og "fryse” på lågoverfladen 42 sammen med yderligere genbrugsglas og natriumcarbonat, såvel som andre faste partikelformede materialer og kondenserede dampe bygges op derpå. Dette opbyggede lag 54 har en varmeledningskoeffi-cient, som er mindst en størrelsesorden mindre end metallåget 35 28's, og tilvejebringer derfor en isolerende virkning, så at mere varme forbliver inden i beholderen 10 og mindre DK 169332 B1 11 fjernes gennem det kølede låg 28. Efterhånden som temperaturen inden i beholderen 10 forøges på grund af mindre varmetab, begynder yderligere partikler inden i forbrændingsgasstrømmen at blødgøres og klæber ligeledes til det tid-5 ligere aflejrede chargelag 54 og forøger yderligere dets isolerende egenskaber. Dette formindsker igen yderligere varmetabene gennem låget 28 og forøger temperaturen inden i beholderen 10. Desuden indfanges ublødgjorte partikler af det varme blødgjorte lag og føjer yderligere til dets tyk-10 kelse og isolerende egenskaber. Ved en tilstrækkelig høj temperatur inden i beholderen 10 vil det aflejrede materiale i laget 54 begynde at smelte ved den overflade, der er udsat for det indre af beholderen 10, og dryppe tilbage i beholderen 10 og således begrænse tykkelsen af chargelagopbyg-15 ningen 54 og holde den ved en hovedsagelig konstant lagtykkelse med et tilsvarende formindsket varmetab. I denne stationære tilstand vil den endelige tykkelse af chargelaget 54 direkte afhænge af de arter materiale, som opvarmes, og den indre temperatur inden i beholderen 10. Som en følge 20 heraf er det klart, at forholdet mellem udformningen af beholderen og arten af materiale inden i beholderen 10 kræver afbalancering af kølingen af låget 28 og temperaturen inden i beholderen 10 for at udvikle den tykkelse af laget 54, som kræves til en bestemt opvarmningsproces.

25 Det skal bemærkes, at overfladen 42 bør være af et materiale, som ikke let oxideres, fordi metaloxidet kan forbinde sig med materialet i laget 54 til dannelse af et skillefladelag med et lavere smeltepunkt end laget 54. Som en følge heraf vil skillefladelaget løsne sig fra låget 28, 30 og laget 54 vil falde tilbage til beholderen 10 og blotte lågoverfladen 42. Hvis metallet bliver oxideret, må der desuden drages omsorg for, at eventuelle oxider dannet på lågoverfladen 42 ikke tilføjer nogen farve eller andre skadelige forureninger til det resulterende glas, hvis oxiderne 35 indgår i glasset.

Tykkelsen af chargelaget 54 kan modificeres ved at DK 169332 B1 12 ændre opvarmningshastigheden inden i beholderen 10 eller afkølingshastigheden af låget 28. Hvis f.eks. mængden af varme, der tilvejebringes med brænderne 34, formindskes, vil lagtykkelsen tiltage, eftersom temperaturen inden i 5 beholderen 10 vil blive lavere og således tillade lagtykkelsen at tiltage, før de isolerende egenskaber af laget hæver den indvendige temperatur i beholderen 10 til den, der kræves for at smelte den udsatte ydre overflade af laget 54. Omvendt kan ved forøgelse af mængden af varme, der tilvejebringes 10 med brænderne 34, tykkelsen af laget 54 formindskes. Som nævnt kan tykkelsen af laget 54 ligeledes modificeres ved ændring af afkølingshastigheden af låget 28. Skønt ikke begrænsende for den foreliggende opfindelse kan en ventil 55 ved tilgangen 44 styre strømmen af kølefluidum i låget 15 28 som vist i fig. 1. Nærmere bestemt forøges ved at forøge afkølingshastigheden den mængde varme, der fjernes fra systemet gennem det isolerende lag og køler således laget 54 og tillader dets tykkelse af forøges, indtil den forøgede isolerende virkning af laget forøger den indvendige tempera-20 tur i beholderen til den, der kræves for at smelte den udsatte overflade af laget 54.

Chargelaget 54 har adskillige indbyrdes forbundne funktioner. Laget 54 beskytter overfladen imod slibende partikler, som cirkulerer inden i beholderen. Det antages, 25 at nogle af partiklerne vil "hænge fast" i laget og blive en del af selve laget 54. Laget 54 fungerer yderligere som en isolator, der både formindsker varmetabet inden i beholderen 10 gennem låget 28 og sænker temperaturen af lågoverfladen 42 og derved formindsker virkningerne af varmenedbrydning.

30 Laget 54 forsegler ligeledes lågoverfladen 42 og beskytter den mod kemiske angreb. Specielt tilvejebringer laget 54 en barriere mellem overfladen 42 på låget 28 og oxygen, fugt og korrosive dampformige gasser, som cirkulerer inden i beholderen 10 såsom men ikke begrænset til natriumsulfat, 35 og som alle vil angribe og korrodere lågoverfladen 42. Eftersom kemiske reaktioner i almindelighed fremskyndes ved høje DK 169332 Bl 13 temperaturer, formindsker desuden den reducerede temperatur af overfladen 42 på låget 28 på grund af det isolerende lag 54 hastigheden af et eventuelt kemisk angreb på lågoverfladen 42 af korrosive materialer og forlænger således lågets leve-5 tid.

Fig. 2 viser virkningerne på et låg af en opbygning af et chargelag 54 med hensyn til temperatur og brændergasforbrug for en smeltebeholder lignende den i fig. 1 viste.

I dette eksempel var kølegassen luft. Det skal bemærkes, at 10 reduktionen i brændergasforbruget ved forløbende tidsintervaller på 30 minutter og 70 minutter blev foretaget for at holde en hovedsagelig konstant indvendig temperatur i beholderen 10, efterhånden som det isolerende lag 54 begyndte at bygges op på låget. Som vist i fig. 2 var metaltempera-15 turen forud for chargeopbygningen på låget tilnærmelsesvis 1140°F (626°C), kølegasenthalpien var tilnærmelsesvis 115 x 103 BTU pr. time (29,0 x 103 kcal/h) , køleluftens af gangs tempera tur var tilnærmelsesvis 550 °F (291° C) og brændergasforbruget var tilnærmelsesvis 90 kubikfod pr. time 20 (CFH) (2,55 m3/h) ved tilnærmelsesvis 85°F (29°C) omgivelsestemperatur. Eftet at chargelaget havde fået lov til at bygge op på låget i ca. 100 minutter, var disse værdier henholdsvis 825°F (441"C) , 6,5 x 103 BTU pr. time (1,64 x 103 kcal/h), mindre end 400°F (204°C) og 80 CFH

25 (2,26 m3/h) . Som det vil ses, blev lågmetaltemperaturen, kølegasenthalpien og kølegassens afgangstemperatur alle betydeligt formindskede på grund af chargelagopbygningen på låget. Det antages, at de to spidser i lågets metaltemperatur ved forløbne tider på 55 minutter og 85 minutter, som er 30 vist i fig. 2, kan skyldes, at dele af det opbyggede lag falder af lågoverfladen 42 og den påfølgende restabilisering af lågtemperaturen. Generelt forventes det, at hvis man holder temperaturen af lågoverfladen 42 på tilnærmelsesvis 900°F ± 150°F (481°C ± 66°C) i en smeltebeholder 10 med en 35 indvendig beholdertemperatur, som er tilstrækkelig til at smelte en typisk soda-kalk-silikatglascharge, vil der dannes DK 169332 B1 14 et isolerende og beskyttende lag mellem 0,32 cm og 1,91 cm tykt afhængigt af opvarmnings- og afkølingsbetingelser og chargesammensætning.

Efterhånden som laget forøges i tykkelse, er det 5 muligt, at en del af laget 54 kan falde af og blotte et område af den indvendige overflade 42 af låget 28. Som en følge heraf kan der forekomme et midlertidigt tab af isoleringsvirkning, som kræver en pludselig ændring i opvarmning-og afkølingsbehov. Dette kan føre til vanskeligheder ved at 10 styre den indvendige beholdertemperatur og mængden af kølemiddel, der kræves til låget 28. Om ønsket kan overfladen 42 af låget indbefatte forankringsindretninger såsom men ikke begrænset til riller 56 for at optage og fastholde chargen. Rillerne 56 kan være af størrelsen 0,24 cm dybe.

15 Som vist i fig. 3 skønt ikke begrænsende for opfindelsen kan rillerne 56 være svalehaleformede i facon for at hjælpe til at fastholde chargelaget 54 til overfladen 42. Rillerne 56 tilvejebringer ligeledes yderligere overfladeareal til begyndende opbygning af laget 54 og kan fordele og formindske 20 overfladeforskydningskræfter mellem laget 54 og lågoverfladen 42 på grund af temperaturændringen i beholderen 10. Som vist i fig. 4 kan den begyndende vedhæftning af laget 54 til overfladen 42 forøges ved at beklæde overfladen 42, hvadenten den er glat eller rillet, med en ildfast cement 25 58, som tilvejebringer en begyndende isolation i beholderen 10 og bedre vedhæftning af laget 54 på grund af den deraf følgende højere temperaturdannelse i de begyndende dele af laget 54.

Fig. 5 og 6 viser en yderligere udførelses form for 30 den foreliggende opfindelse. Med henblik på yderligere at forankre laget 54 til låget 28, fastgøres hulforsynede elementer 62 såsom strækmetal, perforerede plader eller trådvæv til overfladen 42 på låget 28. De hulforsynede elementer 62 må være varmemodstandsdygtige og passende befæstet til låget 35 28 for at medvirke til at understøtte laget 54, efterhånden som det bygges op på lågoverfladen 28. Skønt ikke begrænsende DK 169332 Bl 15 for den foreliggende opfindelse viser fig. 6 en strækmetal-udformning, som kan anvendes. Ved en speciel udførelsesform for opfindelsen hæftesvejses strækmetal nr. 16 fremstillet af 410 rustfrit stål med tilnærmelsesvis 5,0 til 7,6 cm*s 5 afstand til låget 28.

Det vil forstås af fagmanden, at de fordele, der må tillægges chargelaget 54 ved det kølede metallåg 28, ligeledes må tillægges et låg af en hvilken som helst opbygning, f.eks. af ildfaste blokke. Laget 54 vil medvirke til at 10 forsegle og isolere låget, opretholde lavere varmetab inden i beholderen 10, frembyde beskyttelse mod accelererede kemiske og slibende angreb og holde den ildfaste overflade ved en lavere temperatur og derved forøge dens effektive brugslevetid. Desuden kan den foreliggende opfindelse anvendes 15 til at beskytte andre udsatte dele inden i beholderen 10 end låget 28. F.eks. kan den foreliggende opfindelse anvendes til at tilvejebringe et beskyttende lag på den indre overflade 60 af lågunderstøtningsblokkene 31. Ydermere kan blokkene 31 være opbygget på en lignende måde som det i fig. 1 20 viste låg 28, dvs. som en fluidumkølet metalkonstruktion, så at afkølingshastigheden af blokkene 31 kan styres for at variere tykkelsen af et opbygget, beskyttende lag.

Fig. 7 viser en alternativ smeltebeholder 110 af lignende art som den, der er omhandlet i US patentskrift 25 nr. 4 668 272, hvortil der herved henvises. En ståltromle 112 er ophængt ved hjælp af stivere 116 fra en cirkulær ramme 114, som er monteret på et antal understøtningsruller 118 og opretningsruller 120 til rotation omkring en hovedsagelig lodret akse svarende til midterlinien for tromlen 30 112. Et udløb 122 nedenunder tromlen 112 indbefatter en bøsning 124 med et åbent midte 126. Låget 128, som er genstand for denne opfindelse, er forsynet med en stationær understøtning ved hjælp af et stativ 130, der som vist i fig. 7 er monteret uafhængigt af og over den roterende tromle 35 112. Låget 128 indbefatter én eller flere åbninger 132 til indsætning af en højtemperaturbrænder 134 i beholderen 110.

DK 169332 B1 16

Inden i smeltebeholderen 110 opretholdes et stabilt lag af usmeltet charge 136 på væggene af tromlen 112 og omgiver det centrale hulrum, inden i hvilket forbrænding og smeltning finder sted. Varmen fra brænderne får en over-5 fladedel 138 af chargen til at blive gjort flydende og strømme nedad mod og gennem bundåbningen 126. Den smeltede charge strømmer så ud af smeltebeholderen 110 og kan opsamles i en beholder 140 nedenunder smeltebeholderen 110 med henblik på yderligere behandling efter behov f.eks. som omhandlet i 10 US-patentskrift nr. 4 381 934, hvortil der herved henvises. Forbrændingsgasser undslipper enten opad gennem en åbning i låget 128 og ind i en forbrændingsgasafgang 142 eller nedad gennem bundåbningen 126 ved bøsningen 124.

Under smelteprocessen i smeltebeholderen 110 kan 15 forskellige materialer blive medført i den varme forbrændingsgasstrøm. F.eks. kan ved en typisk soda-kalk-silikat-glascharge disse medførte materialer indbefatte dampe såsom men ikke begrænset til natriumoxid og partikler såsom men ikke begrænset til natriumsulfat eller natriumcarbonat, som 20 alle er i høj grad korrosive. Dampene og partiklerne forener sig med den varme forbrændingsgas til at danne en korrosiv og slibende gasstrøm, som vil korrodere den indre overflade 144 af låget 128, som er udsat for gassen. Navnlig er den indre overflade 144 udsat for oxidation og sulfidation i 25 højtemperaturomgivelsen. Den høje temperatur inden i smeltebeholderen 110, som typisk ligger i området mellem tilnærmelsesvis 1316 ° C og 1427°C nær lågoverfladen 144, fremskynder denne korrosion og dette slid. Desuden kan partikler medført i gasstrømmen yderligere erodere overfladen 144. Det er 30 observeret, at dette mekaniske og kemiske angreb kan nedslide ildfast materiale af aluminium-, zirkonium-, siliciumoxid med en hastighed større end 0,64 cm pr. 24 timers forløbet tidsrum.

En metode til at reducere denne nedslidende virkning 35 af forbrændingsgassen på udsatte dele af beholderen 110 og navnlig på låget 128 er at rette en højhastighedsgas fra en DK 169332 B1 17 gasstråle mellem forbrændingsgassen og den udsatte del som omhandlet i US patentskrift nr. 4 675 041, hvortil der herved henvises. Højhastighedsgassen formindsker berøringen mellem forbrændingsgassen og de udsatte dele af beholderen for 5 således at reducere slid på grund af korrosiv nedbrydning.

Den foreliggende opfindelse angår en anden måde til beskyttelse af de udsatte dele af beholderen mod den cirkulerende forbrændingsgas. Som vist i fig. 8 til 10 er låget 128 ifølge den foreliggende opfindelse opbygget af et antal 10 lågmoduler 146, som hver indbefatter en hovedbundplade 148 og en højtemperaturslidbestandig overbelægning 150 på den varme flade 144 af låget 128. Udtrykket "slidbestandig" indbefatter som anvendt her men er ikke begrænset til modstand mod korrosion, afslibning, oxidation og enhver anden 15 overfladenedbrydningsmekanisme, som formindsker den effektive funktionslevetid af låget 128. Overbelægningen 150 er fortrinsvis en plade eller en overbelægningssvejsning, som det skal forklares senere. Skønt ikke begrænsende for den foreliggende opfindelse er overbelægningen 150 ved den foretrukne 20 udførelsesform for opfindelsen et kromlegeret rustfrit stål. Overfladen af et kromlegeret stål vil oxideres og efterlade et kromoxidlag, som beskytter og forsegler det underliggende stål imod yderligere oxidation og kemiske angreb. Kromlegerede stål er ligeledes afslibningsbestandige.

25 Indenfor området glassmeltning foretrækkes ferritisk rustfrit stål fremfor austenitisk rustfrit stål, fordi det førstenævnte indeholder lidt eller ingen nikkel. Hvis nikkel fra låget 128 kommer ned i det smeltede glas, vil det danne en nikkelsulfidstendefekt i det endelige glasbånd. I den 30 følgende beskrivelse vil henvisninger til egenskaberne af kromstål angå ferritisk stål, men det bør forstås, at lignende problemer kan forekomme med austenitiske rustfri stål. Generelt sagt, jo højere kromindhold i stålet, des større er dets oxidations- og korrosionsmodstand, men anvendelsen 35 af kromstål frembyder yderligere problemer. F.eks. kan kromstål, der indeholder mere end ca. 15 vægtprocent krom og DK 169332 B1 18 udsættes for langvarige temperaturer i området fra ca. 399°C til 566“C forøges i hårdhed med en tilsvarende formindskelse i sejhed. Denne skørning tiltager med tiltagende kromindhold og tid ved temperaturen. Som en følge heraf kan låget 128, 5 selvom lågoverfladen 144, der er udsat direkte for en intens varme større end 538°c, er udformet af kromstål med et højt kromindhold, udvikle indvendige revner, hvis temperaturgradienten gennem overbelægningstykkelsen er en sådan, at dele af overbelægningen holdes indenfor et kritisk, forud fastlagt 10 temperaturområde.

For at forlænge brugslevetiden af låget 128 styres temperaturen af låget 128 og nærmere bestemt af overbelægningen 150 for at undgå skørning. I den særlige udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig. 8 til 10, er hvert 15 modul 146 af låget 128 kølet med et cirkulerende kølemiddel, fortrinsvis vand, gennem en række kanaler, der f.eks. er dannet af rørelementer opdelt langs deres længdeakse og svejset til den kolde flade 154 af bundpladen 148. Dette kølearrangement er let fremstillet, og man undgår behovet 20 for at udforme bundpladen 148 med indvendige kanaler. Individuelle tilgange 156 og afgange 158 tillader variation af mængden af kølemiddel, som cirkulerer gennem kanalerne 152, for om nødvendigt at tilvejebringe individuel temperaturstyring af hvert modul 146 i låget 128. Desuden tillader 25 tilgangene 156 og afgangene 158, at et enkelt modul 146 fjernes fra låget 128, som det skal forklares senere, uden at påvirke kølemiddelcirkulationen til de andre moduler 146.

Brugslevetiden af låget 128 kan forlænges yderligere ved at tilvejebringe et beskyttende dække for overbelægningen 30 150. I den foretrukne udførelsesform for opfindelsen køles låget 128 til en sådan temperatur, at materialet, der cirkuleres af den varme forbrændingsgas inden i beholderen 110, vil begynde at klæbe til det på en lignende måde som omhandlet US patentansøgning løbenr. 68.375 i navnet Kunkle 35 m.fl. indleveret 27. juni 1987, hvortil der herved henvises.

I de begyndende stadier af opvarmning af beholderen 110 kan DK 169332 B1 19 forbrændingsgassen i beholderen 110 indbefatte men er ikke begrænset hertil medførte luftbårne partikler såsom sandkorn, dolomit og kalk, smeltet natriumcarbonat og smeltede genbrugsglaspartikler. Ved en tilstrækkelig lav temperatur af 5 den varme flade 144 vil materiale såsom smeltet genbrugsglas og natriumcarbonat kondensere og "fryse" på den varme flade 144 sammen med yderligere genbrugsglas og natriumcarbonat, såvel som andre faste partikelformige materialer og kondenserende damp bygges op derpå. Dette opbyggede lag 160 har 10 én varmeledningskoefficient i hvert fald en størrelsesorden lavere end metallåget 128 og tilvejebringer derfor en isolerende virkning, så at mere varme forbliver inden i beholderen 110 og mindre fjernes gennem låget 128. Efterhånden som temperaturen inden i beholderen 110 forøges som følge 15 af mindre varmetab, begynder yderligere partikler i forbrændingsgasstrømmen af blødgøres og hæfter ligeledes til det tidligere aflejrede chargelag 160 og forøger yderligere dets isolerende egenskaber. Dette formindsker igen varmetabet gennem låget 128 og forøger temperaturen inden i beholderen 20 110. Desuden fanges ikke-blødgjorte partikler af det varme blødgjorte lag og forøger yderligere dets tykkelse og isolerende egenskaber. Ved en tilstrækkelig høj temperatur inden i beholderen 110 vil det aflejrede materiale i laget 160 begynde at smelte ved den overflade, der er udsat for 25 det indvendige af beholderen 110, og dryppe tilbage i beholderen 110 og således begrænse tykkelsen af det opbyggende chargelag 160 og holde det ved en hovedsagelig konstant lagtykkelse med et tilsvarende formindsket varmetab. I denne stationære tilstand vil den endelige tykkelse af chargelaget 30 160 direkte afhænge af de arter af materiale, som opvarmes, og den indvendige temperatur inden i beholderen 110.

Chargelagt 160 har adskillige indbyrdes forbundne funktioner. Laget 160 beskytter overfladen imod slibende partikler, som cirkulerer inden i beholderen. Det antages, 35 at nogle af partiklerne vil "hæfte fast" til laget og blive en del af selve laget 160. Laget 160 fungerer yderligere DK 169332 B1 20 som en isolator, som både formindsker varmetabet inden i beholderen 110 gennem låget 128 og sænker temperaturen af den varme flade 144 og derved formidsker virkningerne af var* menedbrydning. Laget 160 forsegler ligeledes fladen 144 og 5 beskytter den mod kemisk angreb. Specielt tilvejebringer laget 160 en barriere mellem fladen 144 på låget 128 og oxygen, fugt og korrosive dampformige gasser, som cirkulerer inden i beholderen 110, og som alle vil angribe og korrodere lågets varme flade 144.

10 Eftersom kemiske reaktioner i almindelighed frem- skyndes ved høje temperaturer, formindsker den reducerede temperatur af den varme flade 144 på låget 128 på grund af det isolerende lag 160 hastigheden af et eventuelt kemisk angreb på fladen 144 af korrosive materialer og forlænger 15 således lågets levetid. Det bør imidlertid bemærkes, at chargelaget 160 selv er korrosivt f.eks. på grund af sul-furindholdet i laget 160, som medfører sulfiditionsangreb, så at den varme flade 144 af låget 128 må stadig være modstandsdygtig mod kemiske angreb.

20 Efterhånden som laget 160 forøges i tykkelse, er det muligt, at en del af laget 160 kan falde af og blotte et område af den varme flade 144 af låget 128. Som et resultat heraf kan der forekomme et midlertidigt tab af isolerende virkning, hvilket kræver pludselig ændring af opvarmnings-25 og afkølingsbehov. Dette kan føre til vanskeligheder ved at styre den indvendige beholdertemperatur og den mængde kølemiddel, der kræves til låget 128. Om ønsket kan den varme flade 144 af låget indbefatte forankringsanordninger såsom men ikke begrænset til hulforsynede elementer 162 såsom 30 strækmetal, perforerede plader eller trådvæv fastgjort til fladen 144 af låget 128 for som vist i fig. 9, 10 og 11 at fastholde laget 160. De hulforsynede elementer 162 må være varmemodstandsdygtige og passende befæstet til låget 128 med henblik på tilstrækkelig afkøling og for at medvirke 35 til at understøtte laget 160, efterhånden som det opbygges på den varme flade 144.

DK 169332 B1 21 I den særlige udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig. 8 til 10, er låget 128 fremstillet af en 3,8 cm tyk bundplade 148 af lavkulstofstål, f.els. AISI 1010 stål, en 0,64 cm tyk mellemplade 164 af kromstål med tilnær-5 melsesvis 10 til 16 vægtprocent kromindhold og en 0,64 til 0,95 cm tyk inderplade 166 af kromstål med tilnærmelsesvis 16 til 27 vægtprocent kromindhold. Det foretrukne kølemiddel er vand, som cirkuleres gennem kanalerne 152 for at holde lågoverfladen 144 ved en temperatur mellem 482 og 649°C. Om 10 nødvendigt kan der som vist i fig. 8 til 10 tilføjes kromstålsideplader 168 for at beskytte sidefladerne af bundelementet 148. Strækmetal nr. 16 fremstillet af 410 rustfrit stål er hæftesvej set med tilnærmelsesvis 5 til 7,6 cm's afstand til pladen 166 i låget 128.

15 Hvis pladen 166 er for tyk, kan som forklaret foran en del af pladen køles ved en kombination af vandkølingen og/eller lagopbygningen 160 til et temperaturområde, indenfor hvilket revnedannelse kan forekomme på grund af temperaturgradienten gennem pladetykkelsen. Hvis f.eks. pladen 166 20 er opbygget af kromstål, som indeholder 25 vægtprocent krom, og pladen 166 afkøles, så at temperaturgradienten fra overfladen 144 gennem pladen 166, resulterer i, at en del af pladetykkelsen holdes ved en temperatur indenfor dens skørhedsområde, er der mulighed for, at der kan forekomme ind-25 vendig revnedannelse i den indre plade 166. Ved at indbefatte en mellemplade 164 af kromstål, som har et lavere kromindhold end den udsatte indre plade 166 og vælge tykkelsen af pladerne 164 og 166 således, at temperaturgradienten gennem overbelægningen 150 under et forud fastlagt sæt driftsparametre 30 er en sådan, at hele tykkelsen af pladen 166 holdes over skørhedstemperaturområdet for kromstål med 25% kromindhold, vil pladen 166 ikke revne på grund af skørhed. Kromstålet med det lavere kromindhold kan holdes indenfor det temperaturområde for temperaturgradienten, som vil bevirke skørhed 35 i kromstålet med 25% kromindhold, fordi skørhedstemperatur-området på grund af dets lavere kromindhold er lavere. Som DK 169332 Bl 22 en følge heraf vil mellempladen 164 ikke komme ud for de samme ugunstige påvirkninger indenfor skørhedstemperaturområdet for stål med 25% kromindhold, så at risikoen for skørhed i begge plader i overbelægningen 150 er formindsket.

5 Det bør forstås, at en enkelt plade af kromstål med et skørhedstemperaturområde udenfor temperaturområdet for temperaturgradienten gennem overbelægningen 150 kan anvendes for at eliminere revnedannelse på grund af skørhed. Et kromstål med lavt kromindhold kan have et skørhedstemperaturom-10 råde under temperaturgradienttemperaturområdet, så at revnedannelse på grund af skørhed ikke vil forekomme, men kromstål med lavt kromindhold er mindre slidbestandigt end kromstål med højere kromindhold. På den anden side kan et kromstål med højt kromindhold med et skørhedsområde over temperatur-15 gradienttemperaturområdet frembyde tilfredsstillende slid-bestandighed men er dyrere end kromstålet med lavere kromindhold .

Som et alternativ kan overbelægningen 150 på den varme flade 144 være udformet af flere lag af kromstål med 20 det samme kromindhold. Ved dette arrangement kan, når der anvendes kromstål med højt kromindhold, stålpladerne anbragt mellem hovedpladen 148 og den udsatte, yderste kromstålplade revne, uden at revnen breder sig gennem overbelægningen 150 til den varme flade 144 af låget 128. Hvis der anvendes 25 kromstål med lavere kromindhold, kan den udsatte, yderste plade revne, men de indvendige plader vil ikke revne, så at hovedpladen 148 er beskyttet.

Pladerne 164 og 166 kan være fastgjort til hovedpladen 148 på et antal velkendte måder såsom ved konventionel svejs-30 ning, eksplosionssvejsning og valseforbindelse. Det skal bemærkes, at sammenhængen af et konventionelt svejset system er begrænset ved de defekter, som er knyttet til svejseprocessen, f.eks. mikrorevnedannelse, hulrum osv. Desuden kan konventionel svejsning eventuelt ikke tilvejebringe den 35 grad af varmeoverføring mellem metalplader, som kræves ved højtemperaturdrift. Til højtemperaturanvendelser er eksplo- DK 169332 B1 23 sionssvejsning den foretrukne metode, eftersom den tilvejebringer den sammenhængende, intime kontakt mellem plader, som er nødvendig for god varmeledningsevne gennem låget.

Hvis der anvendes eksplosionssvejsning til fremstil-5 lingen, må der drages omsorg for at sikre, at slagstyrken af pladematerialerne er stor nok til at modstå eksplosions-svej semetoden.

Det bør forstås, at selvom overbelægningen ved den foretrukne udførelsesform for den foreliggende opfindelse 10 er kromstål, vil andre legeringer kunne anvendes, f.eks. Alpha IV, som er en aluminium- og chromlegering fra Alleggny Lundlum Corp., Pennsylvania, USA, og Stellite 6, som er en kobolt- og kromlegering fra Cabot Stellite Division, Indiana, USA.

15 Som et alternativ kan overbelægningen 150 være en svejsebelægning, dvs. en række svejsesømme anbragt side om side dækkende hele den varme flade 144 af låget 128. I den særlige udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig.

11 og 12, er kromstålsvejsesømme 170 påført på bundpladen 20 148 ved enhver af et antal velkendte svejsemetoder såsom pulverbuesvejsning, som foretrækkes, og MIG-svejsning. Svejseområdet 172 holdes fortrinsvis lille for at formindske deformation af bundpladen 148, som kunne kaste sig eller bøje, hvis der anvendes lange svejsesømme 170. Efter at der 25 er påført ét lag 174 af svejsebelægning, kan der tilføjes påfølgende svejsebelægningslag 176, idet de yderligere lag om nødvendigt har et forskelligt kromindhold for at undgå skørhed som allerede forklaret.

En svejsebelægning tilvejebringer den intime forbin-30 delse med bundpladen 148, som kræves for god varmeledningsevne mellem bundpladen 148 og laget 174, men svejsning frem-byder yderligere problemer, som der må tages hensyn til.

Når en kromlegeringssøm påføres på bundpladen 148, forenes de to metaller, og kromindholdet i den fremkomne søm er 35 fortyndet, dvs. kromindholdet vil være tilnærmelsesvis det gennemsnitlige kromindhold af bundmaterialet og belægnings- DK 169332 B1 24 materialet. Hvis f.eks. bundmaterialet ikke har noget krom, og svejsebelægningsmaterialet indeholder 20 vægtprocent krom, vil den fremkomne søm have tilnærmelsesvis 10% krom, dvs. (0% krom i bundplade + 20% krom i belægningsmateria-5 let)/2. Det bør bemærkes, at på hinanden følgende belægninger af krombelægningsmateriale til opbygning af tykkelsen af overbelægningen 150 vil medføre mindre fortynding, eftersom det underliggende materiale vil indeholde krom. Hvis i fortsættelse af det tidligere eksempel et andet lag af det samme 10 svejsebelægningsmateriale tilføjes over det første lag, vil det resulterende kromindhold i det andet lag være tilnærmelsesvis 15%, dvs. (10% i det første lag + 20% i det andet lag)/2. Det er klart, at jo større antallet af svejsebelægninger er, des mindre er kromindholdformindskelsen, og des 15 større er derfor det resulterende kromindhold.

Desuden kan arten af materialet i bundpladen 148 påvirke virkningsfuldheden af svejsebelægningen. Det har vist sig, at når kulstof indholdet i bundpladen 148 er for stort som f.eks. i støbejern, forbinder kromet i belægningsmate-20 rialet sig med kulstoffet til dannelse af kromcarbid. Denne forbindelse formindsker eller eliminerer det krom, der står til rådighed til dannelse af det beskyttende kromoxidlag som beskrevet tidligere. For at undgå denne situation bør bundpladematerialer af lavkulstofstål og/eller lavkulstof-25 kromstål anvendes. Som et alternativ kan der, hvis bundpladens kulstofindhold er for stort, anbringes et svejsebelægningslag af materiale med lavt kulstofindhold såsom rent jern mellem bundpladen 148 og kromlegeringsstålsvejsebelægningen for at virke som en buffer og formindske kromfortyn-30 dingen af svejsebelægningen.

Ved den særlige udførelsesform, der er vist i fig.

11 og 12, er 3,2 mm tykke sømme 170 af kromlegeret stål med 25% kromindhold påført i tilnærmelsesvis 152 x 152 mm svejseområder for at dække en 63,5 mm tyk bundplade 148 af lav-35 kulstofstål. To 3,2 mm tykke lag af svejsebelægning 178 beskytter siderne af bundpladen 148. Strækmetal 180 af rust- DK 169332 B1 25 frit stål kan anvendes til at dække den varme flade 144 og understøtte det chargelag 182, som kan dannes som beskrevet tidligere.

Tykkelsen af bundpladen 148 og overbelægningen 150 5 og kølearrangementet i enhver udførelsesform for den foreliggende opfindelse er alle indbyrdes forbundne og afhænger af driftsbetingelserne for beholderen 110. Temperaturen af den varme flade 144 af låget 128 afhænger af temperaturen inden i beholderen 110 og omfanget af køling af låget 128.

10 Kølingen afhænger igen af tykkelsen af bundpladen 148 og overbelægningen 150 og deres pågældende varmeledningskoef-ficienter og afstanden mellem kølekanaler og 152 på den kolde flade 154 af bundpladen 148 såvel som af den ønskede temperatur ved den varme flade 144. Ligeledes vil som be-15 skrevet tidligere skørheden af kromoverbelægningen 150 bestemme lagtykkelsen.

I den foretrukne udførelsesform for den foreliggende opfindelse er hvert enkelt modul 146 understøttet således, at det kan fjernes uden at påvirke funktionen af de reste-20 rende moduler 146 på en lignende måde som den, der er omhandlet i den godkendte US patentansøgning nr. 873 003, hvortil der herved henvises. Ved den særlige udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig. 7 og 9, er moduler 146 understøttet fra en bjælke 184 i understøtningsstativet 130 25 via en forbindelsesstang 186 og et ophængningselement 188.

Et gaffelelement 190 på forbindelsesstangen 186 er stiftet til ophængningselementet 188, mens den øvre ende af stangen 186 er aftageligt fastgjort til bjælken 184.

Hvert modul 146 er fortrinsvis på enhver bekvem måde 30 indbyrdes forbundet med tilgrænsende moduler til dannelse af en enhedslågkonstruktion. I den særlige udførelsesform for opfindelsen, der er vist i fig. 10, strækker en bolt 192 sig gennem modstående ender af en forbindelsesplade 194 og ind i et bolthul 196 i hovedpladen 148. Bøsninger 35 198 holder forbindelsespladen 194 adskilt fra hovedpladen 148.

DK 169332 B1 26

Positioneringsplader 200, der er af lignende udformning som ophængningselementet 188, kan være tilvejebragt for at håndtere modulet 146, når det bevæges ind i og ud fra stilling i låget 128 af en løftemekanisme, f.eks. en 5 ikke vist, overliggende kran. Kranen kan sænke en ikke vist enhed til forbindelse med positioneringspladerne 200. Krankablet strammes så for at understøtte modulet 146, mens forbindelsesstangen 146 og forbindelsespladerne 194 løsnes, og tilgangen 156 og afgangen 158 afkobles fra den ikke viste 10 kølemiddeltilførsel. Kranen løfter så lågmodulet 146 ud fra låget 148, overfører det til et aflæsningssted og vender tilbage til åbningen i låget 128 med et nyt lågmodul 146.

Som et alternativ kan modulerne 146 løftes direkte med forbindelsesstangen 186.

15 Det bør forstås, at skønt de i fig. 7 til 12 viste udførelsesformer for opfindelsen viser et plant låg med rektangulære, aftagelige moduler, vil andre låg- og/eller moduludformninger kunne anvendes. F.eks. vil låget 128 kunne være kuplet, og/eller modulerne 146 kan være kileformede 20 som omhandlet i den godkendte US patentansøgning nr.

873 003.

Modulopbygningen af låget 128 tillader anvendelsen af moduler med forskellig tykkelse af overbelægning 150 på forskellige steder. F.eks. kan overbelægningen 150 for mo-25 duler 146 ved potentielle problemområder såsom i nærheden af en ikke vist materialeifyldningsslidsk eller en forbrændingsgasafgang 142 være tykkere end i andre lågdele.

Desuden kan lågudformningen ifølge den foreliggende opfindelse kombineres med andre låg- eller loftsudformninger, 30 hvori kun udvalgte dele af loftet kræver bestandig overvågning og udskiftning på grund af temperaturbetingelser og/-eller korrosive og/eller slibende betingelser inden i opvarmningsbeholderen. F.eks. kan loftet være en sammenhængende konstruktion i ét stykke over en hoveddel af beholderen 35 med udskiftelige moduler 146 ved potentielle problemområder.

Claims (20)

1. Låg (28) til en beholder (10) til opvarmning af chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer forbrændingsgas fra opvarmningsorganer (34), som tilfører varme 5 til et chargemateriale (36) på den indre overflade af beholderen (10) , kendetegnet ved, at låget (28) omfatter en hoveddel med en nedre, større overflade (42), der vender mod det indre af den opvarmede beholder (10) , og at der er tilvejebragt organer (44,46,48,52,55) til at køle 10 og styre afkølingen af den nedre overflade (42) for at opfange partikelformigt og smeltet materiale, der er medført af forbrændingsgassen, og som danner et beskyttende lag (54), og til styring af tykkelsen af dette lag (54) .

2. Låg (128) til en beholder (110) til opvarmning af 15 chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer for- brændingssgas fra opvarmningsorganer (134) , som tilfører varme til et chargemateriale (136) på den indre overflade af beholderen (110), kendetegnet ved, at låget (128) omfatter en hovedunderstøtningsplade (148) med en 20 nedre, større overflade (144), der vender mod det indre af den opvarmede beholder (110), at der er tilvejebragt et beskyttende element (150), som ligger over i hvert fald en del af denne understøtningsplade (148), hvor dette element (150) er modstandsdygtigt mod høj temperatur og slibende og 25 korrosiv gas, og at der er tilvejebragt organer (152,156,158) til at køle og styre afkølingen af understøtningspladen (148) for at opfange partikelformigt og smeltet materiale, der er medført af forbrændingsgassen, og som danner et beskyttende lag (182), og til styring af tykkelsen af dette 30 lag (182).

3. Låg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hovedunderstøtningspladen (148) indbefatter et antal understøtningsplader, som danner individuelle lågmoduler (146), der hvert indbefatter et overliggende, beskyttende element 35 (150) og organer (152,156,158) til at køle og styre afkø lingen af lågmodulet (146). DK 169332 B1 28

4. Låg ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at det beskyttende element (150) er en kromlegering.

5. Låg ifølge ethvert af kravene 2 til 4, kendetegnet ved, at det beskyttende element (150) ind- 5 befatter et antal beskyttende elementer (164,166) i overliggende forhold til hinanden.

6. Låg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nedre, større overflade (42) indeholder rillede overfladedele (56) . 10

7. Låg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nedre, større overflade (42) er forsynet med et lag (58) af ildfast cement til at forøge vedhæftningen af det beskyttende lag (54).

8. Låg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 15 et hulforsynet element (62) er fastgjort til den nedre, større overflade (42) for at forøge vedhæftningen af det beskyttende lag (54).

9. Låg ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at et hulforsynet element (162) er fastgjort til det 20 beskyttende element (150).

10. Låg ifølge krav 4, kendetegnet ved, at kromlegeringen er kromstål indeholdende 10-27 vægtprocent krom.

11. Låg ifølge krav 5, kendetegnet ved, 25 at det beskyttende element (150) indbefatter et første kromstållag (166) med tilnærmelsesvis 16 til 27 vægtprocent kromindhold og et andet kromstållag (164) med tilnærmelsesvis 10 til 16 vægtprocent kromindhold, og at det første lag (166) ligger over og er fastgjort til i hvert fald en del af 30 det andet lag (164), og det andet lag (164) ligger over og er fastgjort til hovedunderstøtningspladen (148) .

12. Låg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt organer (130,184,186,188,190) til at understøtte modulerne (146) over beholderen (110) på en 35 sådan måde, at udvalgte lågmoduler er lodret bevægelige i forhold til de andre moduler for at tillade fjernelse og DK 169332 B1 29 udskiftning af de udvalgte lågmoduler.

13. Låg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at hvert modul (146) er indbyrdes forbundet med tilgrænsende moduler til dannelse af en enhedslågkonstruktion. 5

14. Låg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at køleorganerne indbefatter kanalorganer (152) fastgjort til den øvre, større overflade (154) af hovedunderstøtningspladen (148) og organer (156,158) til at cirkulere kølemiddel gennem kanalorganerne (152).

15. Fremgangsmåde til beskyttelse af et låg (28,128) til en beholder (10,110) til opvarmning af chargemateriale og med et hulrum, hvori der cirkulerer forbrændingsgas, der fremkommer fra opvarmningsorganer (34,134), som tilfører varme til et chargemateriale (36,136) på den indre overflade 15 af beholderen (10,110), og hvor forbrændingsgassen indbefatter medført partikelformigt og smeltet materiale og bevæger sig imod en nedre, større overflade (42,144) af låget (28,128), kendetegnet ved afkøling af den nedre, større overflade (42,144) af låget (28,128)til en sådan 20 temperatur, at det partikelformige materiale, som kommer i berøring med den afkølede overflade (42,144), vil klæbe til denne og danne et beskyttende lag (54,160) på overfladen (42,144), og hvor yderligere medført materiale klæber til tidligere aflejret medført materiale for at forøge tykkelsen 25 af dette lag (54,160), og ved styring af tykkelsen af det beskyttende lag (54,160) ved styring af kølingen.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 15, kendetegnet ved, at det beskyttende lag (54,160) varmeisolerer den nedre overflade (42,144), og at tykkelsen af dette lag 30 (54,160) forøges, indtil temperaturen inden i beholderen (10,110) er tilstrækkelig til at smelte nylig aflejret medført materiale på laget (54,160), så at der opretholdes en forholdsvis konstant lagtykkelse på nævnte overflade (42,144) og en forholdsvis konstant opvarmningstemperatur inden i 35 beholderen (10,110). DK 169332 B1 30

17. Fremgangsmåde ifølge krav 15 eller 16, kendetegnet ved, at varmemængden i beholderen (10,110) ændres for at ændre tykkelsen af laget (54,160).

18. Fremgangsmåde ifølge krav 17, kendete g-5 net ved, at afkølingen af den nedre overflade (42,144) ændres for at ændre tykkelsen af laget (54,160).

19. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 15 til 18, kendetegnet ved, at temperaturen af den nedre, større overflade (42,144) holdes mellem 482°C og 6498C.

20. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 15 til 18, kendetegnet ved, at den nedre, større overflade (144) af låget (128) omfatter et beskyttende element (150), og at temperaturen af dette beskyttende element (150) holdes udenfor et temperaturområde, indenfor hvilket det 15 beskyttende element (150) revner.